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空中的巨翼－飛翼機(jī)的前世今生

自人類飛向藍(lán)天那一刻起，便誕生了無數(shù)的飛行器設(shè)計(jì)。任何設(shè)計(jì)都會(huì)在空中產(chǎn)生空氣阻力，而如何在增大飛機(jī)體積的同時(shí)減少空氣阻力，變成了航空黎明時(shí)期各國(guó)設(shè)計(jì)師的目標(biāo)。德國(guó)設(shè)計(jì)師雨果容克斯最早于1910年設(shè)想了只由機(jī)翼組成，沒有機(jī)身的飛機(jī)。這種被后世稱為飛翼的設(shè)計(jì)參考了鳥類在滑翔時(shí)巨大的翼展，保證載荷同時(shí)最大程度減小空氣阻力。值得一提的是著名的“斯圖卡” Ju-87俯沖轟炸機(jī)正是雨果容克斯所創(chuàng)立的容克斯飛機(jī)公司設(shè)計(jì)，Ju的編號(hào)便是德語里容克斯的前兩字母。

▲飛翼設(shè)計(jì)的靈感：鳥類巨大的平行翼展。

容克斯的飛翼夢(mèng)在1929年首飛的容克斯G.38客機(jī)上踏出了第一步，巨大的機(jī)翼為這架龐然大物提供充足升力的同時(shí)儲(chǔ)存大量燃油，讓G.38可以帶30名乘客進(jìn)行3460千米的飛行。

▲G.38客機(jī)，以1929年的標(biāo)準(zhǔn)，已然是大型飛機(jī)

有趣的是容克斯最初設(shè)計(jì)飛翼是為了民用，但戰(zhàn)爭(zhēng)的需求卻讓其設(shè)計(jì)被德國(guó)另一飛機(jī)公司霍頓兄弟所看中，在軍迷中赫赫有名的Ho-229轟炸機(jī)因而誕生。由于納粹德國(guó)空軍迫切需要一種長(zhǎng)距離高速轟炸機(jī)，霍頓兄弟為了滿足戈林提出的3×1000要求（攜帶1000千克炸彈，1000千米航程且時(shí)速1000千米每小時(shí)），創(chuàng)新性的使用無任何垂直尾翼和水平尾翼的純飛翼設(shè)計(jì)，降低空氣阻力的同時(shí)使用噴氣式引擎來達(dá)到高速。

現(xiàn)存于美國(guó)國(guó)家航空航天博物館的Ho－229，可看到其位于機(jī)翼上方的引擎噴口。

不知有意還是無意，Ho-229采用含碳膠合板和機(jī)翼上部搭載引擎的設(shè)計(jì)，使得Ho-229有更小的雷達(dá)截面。美國(guó)軍方對(duì)其進(jìn)行的測(cè)試發(fā)現(xiàn)和同時(shí)期飛機(jī)相比，Ho-229的雷達(dá)發(fā)現(xiàn)距離縮短了37%，Ho-229也因此被許多人認(rèn)為是世界上第一架使用隱身技術(shù)的飛機(jī)。

▲Ho－229三視圖

無獨(dú)有偶，同時(shí)期美國(guó)的航空先驅(qū)設(shè)計(jì)師杰克諾斯羅普也對(duì)飛翼設(shè)計(jì)鐘愛萬分。由其本人創(chuàng)辦的諾斯羅普飛機(jī)公司在1940年和1942年分別試飛了N－1M和N－9M兩款飛翼機(jī)，其中N-9M為N－1M的放大版。諾斯羅普創(chuàng)新的使用了螺旋槳反向推進(jìn)來減少螺旋槳前置對(duì)機(jī)翼氣流的擾亂，更進(jìn)一步降低空氣阻力。從外形上來看，這比Ho-229還要早兩年試飛的N－9M不管從大小，整體設(shè)計(jì)，還是引擎位置都與Ho-229神似，真可謂英雄所見略同。只可惜納粹的戰(zhàn)敗讓霍頓兄弟的開發(fā)被迫中止，Ho-229胎死腹中，而作為戰(zhàn)勝國(guó)一方的諾斯羅普得以以N-9M為基礎(chǔ)，繼續(xù)在自己的飛翼夢(mèng)上前行。

▲諾斯羅普飛翼夢(mèng)的起點(diǎn)N-9M

▲YB-35大型飛翼機(jī)

隨著二戰(zhàn)的結(jié)束，美國(guó)軍隊(duì)公開招標(biāo)新型超大型長(zhǎng)途戰(zhàn)略轟炸機(jī)，諾斯羅普于是乎拿著以N-9M為基礎(chǔ)研發(fā)的YB-35閃亮登場(chǎng)。YB-35可謂是超級(jí)放大版的N-9M，翼展達(dá)到了驚人的52米，大約是N-9M的三倍，為了支持其飛行YB-35更是用了四臺(tái)普惠R－4360同軸反轉(zhuǎn)螺旋槳引擎提供動(dòng)力。盡管如此諾斯羅普依然對(duì)YB－35表現(xiàn)的性能不滿意，一直著眼新科技的他將三架YB-35改裝安上了8臺(tái)通用電力的J35噴氣引擎，新編號(hào)YB-49，一躍跨入噴氣時(shí)代。

▲YB-49噴氣式大型飛翼機(jī)

1947年10月21日首飛的YB－49超大型噴氣飛翼機(jī)有著793千米每小時(shí)的時(shí)速，16000千米的航程和139000米的最大升限，最大起飛重量接近88噸，可攜帶炸彈達(dá)到了14.5噸，同時(shí)期B－47只有11噸的載彈量。從各項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo)看來，YB－49毫無疑問是二戰(zhàn)后飛翼機(jī)的集大成之作，其比常規(guī)大型飛機(jī)性能上的優(yōu)勢(shì)得以充分體現(xiàn)。

▲在跑道上停泊的先期測(cè)試型 YB-35

▲可以看到Y(jié)B－49的垂直尾翼與機(jī)翼翼刀

但很可惜，飛翼機(jī)因?yàn)槿鄙倏諝舛婷娑y以操控的缺點(diǎn)在YB－49上暴露無遺。盡管YB－49安裝了四個(gè)位于機(jī)翼上下的垂直尾翼和機(jī)翼翼刀，其在飛行時(shí)依然非常不穩(wěn)定且難以進(jìn)行有效操控，由于垂尾位置過于靠前，YB－49也無法解決飛行時(shí)的偏航問題。1948年6月5日一架YB－49測(cè)試機(jī)墜毀，5名測(cè)試機(jī)組人員全部犧牲，諾斯羅普為其采用超越時(shí)代的設(shè)計(jì)付出了代價(jià)。最終美國(guó)軍方還是選擇了較為傳統(tǒng)氣動(dòng)布局的B－36和B－47轟炸機(jī)進(jìn)行量產(chǎn)。YB-49項(xiàng)目最終在1949年正式取消，杰克諾斯羅普狂熱的飛翼夢(mèng)似乎就此隕落。

▲絕不會(huì)被任何軍迷認(rèn)錯(cuò)的轟炸機(jī)

時(shí)間的車輪步入1970年代，隨著蘇聯(lián)超高空高速防空導(dǎo)彈和攔截機(jī)的列裝，過去依賴高空高速進(jìn)行突防轟炸的理念已然作古。此時(shí)另外一種通過降低雷達(dá)截面進(jìn)而降低被雷達(dá)發(fā)現(xiàn)的技術(shù)逐漸成熟，這種被后世稱為“隱身”的技術(shù)利用的是對(duì)電磁波的不定向分散與吸收，使得雷達(dá)無法通過接收電磁回波來確認(rèn)飛機(jī)的位置。雖然諾斯羅普本人以年入古稀，但諾斯羅普公司的航空設(shè)計(jì)師們卻看到了飛翼機(jī)在這方面的巨大潛力。由于本身沒有垂直尾翼和水平尾翼，飛翼機(jī)自身的雷達(dá)截面就很小，同時(shí)放置于機(jī)翼上的引擎也降低了引擎紅外特征，讓熾熱的氣流有充足的空間降溫。飛翼機(jī)自身低空氣阻力的優(yōu)勢(shì)也讓其油耗比常規(guī)設(shè)計(jì)飛機(jī)低許多，進(jìn)一步滿足軍方對(duì)轟炸機(jī)全球打擊的要求。

▲B-2的透視圖，可看到其

引擎布置位置與Ho－229神似

利用在YB－49上取得的難得的大型飛翼機(jī)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，諾斯羅普公司的設(shè)計(jì)在1981年10月20日贏得了ATB項(xiàng)目（Advanced Technology Bomber，先進(jìn)技術(shù)轟炸機(jī)）的青睞，正式進(jìn)入機(jī)密研發(fā)。1989年7月17日，日后被人們所熟知的B-2“幽靈”隱身轟炸機(jī)完成了其首飛。為了克服飛翼機(jī)的操控問題，諾斯羅普的工程師們?cè)贐－2上使用了先進(jìn)的電子飛行控制技術(shù)，早期的B-2使用了多達(dá)136臺(tái)電腦進(jìn)行飛行控制。同時(shí)為了滿足對(duì)雷達(dá)，紅外，噪音，乃至視覺的隱身，B-2大量使用許多現(xiàn)在依然保密的隱身技術(shù)，這也使得這世界上最大飛翼機(jī)成為了世界上最貴的軍用飛機(jī)。值得一提的是雖然杰克諾斯羅普沒能堅(jiān)持到B－2的首飛就以西去，但他本人見證了B-2的初始設(shè)計(jì)圖，能看到自己的飛翼夢(mèng)在現(xiàn)代科技下重生，諾斯羅普也算是死而無憾了。

▲飛翼的基礎(chǔ)讓B－2能大幅度使用

平行翼面設(shè)計(jì)減少乃至消除雷達(dá)回波

▲諾斯羅普格魯曼公司競(jìng)標(biāo)

獲勝的LRS-B(B-3)轟炸機(jī)概念圖

然而B－2并不是飛翼機(jī)的結(jié)束。隨著對(duì)隱身性能和巡航性能的要求越來越高，以及電腦飛行控制技術(shù)的日漸成熟，飛翼設(shè)計(jì)被大量應(yīng)用在無人機(jī)上。RQ-170“哨兵”, 諾斯羅普格魯曼的X47B，波音“幻影光線”無人機(jī)等等都清一色采用了飛翼設(shè)計(jì)。從現(xiàn)在公布的設(shè)想圖看，洛馬和波音的第六代戰(zhàn)機(jī)，以及諾斯羅普格魯曼公司競(jìng)標(biāo)獲勝的LRS－B（B－3）轟炸機(jī)也都將采用飛翼設(shè)計(jì)?；蛟S這翱翔于空中的巨翼飛機(jī)，才是未來的主流。